光测力学中的无损检测方法.ppt

光测力学中的无损检测方法 本节的主要内容 光的特性 光弹性测试方法（光弹性贴片方法） 全息照相、全息光弹与全息干涉方法 云纹法 散斑法 自然光普通光源发出的光。 自然光的特点: （1） 在垂直光线的平面内，光矢量沿各 方向振动的概率均等. （2）可以看成由两个振动方向 相互垂直， 振幅相等，互不相干的线偏振光的叠加 。 X Y Z 波动特性 如果振动方向为y，传播方向为x 光波在空间传播是独立进行的，各自保持 自身的频率、振幅、方向。 偏振光：只在一个固定方向上振动的光称 为线偏振光。 光的特性 光波干涉 两列光波具有相同频率、振动方向及相位 差的光波 合成后： 光的特性 光的特性 极值条件： 振幅具有极值。 光干涉的条件：频率相同、振动方向相同 如果将光程差记为 当初相相同时， 消去时间t： 即为椭圆偏振光 光的特性 右旋圆 偏振光 右旋椭圆 偏振光 规定：迎着光线看（对着光的传播方向）， 光矢量顺时针转的称右旋圆偏振光 （或椭圆偏振光）； 光矢量逆时针转的称左旋圆偏振光 （或椭圆偏振光）。 双折射：光束入射到各向异性的晶体，分 解为两束光而沿不同方向折射的现象。如 方解石。 人工双折射：人工双折射是用人工的方法 造成材料的各向异性, 从而获得双折射的现 象，如环氧树脂、有机玻璃和聚碳酸酯。 光的特性 偏振片与四分之一玻片 偏振片：使自然光形成平面偏振光的器件 称为偏振片。 四分之一玻片：由两束平面偏振光相位差 /2所形成的两束平面偏振光的晶体薄片。 光的特性 2、用双折射法获得偏振光 O光（寻常光）遵守折射定律 e光（非常光）不遵守折射定律 A C B o e D e o 光矢量：光波是电磁波，在光波中，产生 感光作用与生理作用的主要是电场强度E,一 般我们将E称为光矢量。 光强：光强正比于光电场强度 的平均值 光的特性 光弹性仪工作原理 等差线：主应力差值相同的各点连线。 等倾线：主应力方向相同的各点连线。 光弹性定律 平面光学的应力-光学定律 实验指出，二列光通过模型后光程差 与模 型中光入射点的主应力差 及模型厚度 成h正比： 若入射光为平面单色光，波长为 光程差 为波长的m倍 a、反复加载，等倾线不变，等差线改变。 区分等倾线与等差线 b、同步旋转起偏镜与检偏镜，等倾线改变 ，等差线不变。 c、凭经验，等倾线较粗（一片黑），等差 线较细（一条线）。 等差线级数 当等差线条纹级数n=0,1,2, 都满足消光 条件，幕上都呈黑线。 确定条纹级数的关键找出零级，即1 2包括120 和120 ，由于应 力分布的连续性，等差线不仅是连续的，条纹 级数的变化也是连续的，只要确定了零级，则 依次一级，二级也就能确定了。 确定零级的方法：用白光作光源，零级等差线 在白光中总是呈黑色的，并且只有零级等差线 才呈黑色。同一颜色必定是同级等差线，按颜 色来就能确定级数了，这时的等差线又称为等 色线。 在使用单色光源时，等倾线与等差线都呈黑色 ，不易辨认，为了消除等倾线以获得清晰的等 差线图，在光弹性仪两偏振镜之间装上二块1 4波长片，形成圆偏振光场。 正交圆偏振场中的光强： 正交圆偏振场 45 45 快轴 慢轴 45 45 快轴 慢轴 P A S z 正交圆偏振场中，无等倾线。故等差线比 较清晰。 光强: 圆环试件两端受压等差线图 光弹性应力场的计算 利用等差线确定主应力差的值 利用等倾线确定主应力方向 补充条件： 1）一个主应力为零或已知 2）一个方向上的应力已知 3）主应力和已知 贴片光弹性法 贴片光弹性